Молекулярный компьютер позволит создавать программируемые таблетки |
||
МЕНЮ Искусственный интеллект Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту ТЕМЫ Новости ИИ Искусственный интеллект Разработка ИИГолосовой помощник Городские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2018-10-19 11:00 Ученые создали молекулярный компьютер, который может считывать информацию, закодированную в сигнальных системах клеток. Это позволит разобраться в деталях их функционирования, а также использовать их особенности для создания программируемых лекарственных средств. Результаты представлены в препринте на сайте arXiv.org. Давно известно: чтобы определять параметры окружающей среды и передавать информацию соседям, клетки живых организмов используют специальные сигнальные механизмы. Обычно такие системы работают, изменяя количество специфических молекул во времени. Устроены подобные системы достаточно просто, но исследовать их трудно из-за их многообразия и специфичности. Например, под действием гамма-излучения в клетке млекопитающего выделяется белок p53, причем он появляется в виде последовательности ряда коротких импульсов. Этот белок останавливает клеточный цикл деления и сигнализирует о том, что нужно провериться на предмет повреждений. С другой стороны, этот белок выделяется и при облучении ультрафиолетом, но это происходит в виде единой длинной пульсации. Такой сигнал сразу вызывает смерть клетки, хотя суммарное количество выделяющегося белка может быть одинаковым. Таким образом получается, что важная информация закодирована в том, как быстро и в течение какого времени изменяется концентрация белков на малом масштабе. Подобные изменения невозможно измерить даже на самом современном оборудовании. В новой работе Джэксон О’Брайен и Арвинд Муруган из Чикагского университета (США) предлагают новый подход, который позволяет регистрировать динамику концентраций с необходимой точностью. Для этого они предлагают использовать молекулярный компьютер на основе ДНК. Такое устройство работает, заменяя одну из цепочек ДНК в двойной спирали на другую. Это переключение состояний, а также его обратимость можно контролировать с высокой точностью, что позволяет при помощи нескольких подобных цепочек создавать логические элементы, приводимые в движение химическими реакциями. Авторы проверили работоспособность идеи при помощи компьютерного моделирования. Оно подтвердило, что ученые смогли создать устройства, выборочно реагирующие на три основных характеристики клеточных сигналов: период между импульсами, их длительность и количество. «Мы продемонстрировали декодирующее устройство для каждой из этих способностей, реагирующее на одну конкретную», — пишут авторы в статье. Однако остается большое пространство для того, чтобы улучшать подобные системы. Во-первых, пока они нечувствительны к амплитуде сигналов. Во-вторых, они работают только с заранее заданными сигналами и их особенностями. Авторы предполагают, что «было бы интересно разработать молекулярные схемы, которые могут динамически обучаться реагировать на подходящие временные особенности, подобно реализующим машинное обучение подходам». Также работа пока что подтверждена только моделированием, а не экспериментами с реальными клетками. Тем не менее авторы предполагают, что их разработку можно будет применять во многих областях. Например, с ее помощью можно создавать программируемые таблетки, которые высвобождают лекарство только в том случае, если получают определенный сигнал от клеток. Таким сигналом может быть информация о воспалении, которое началось в ткани. Источник: indicator.ru Комментарии: |
|